Ideal gas. De fergeliking fan de steat fan in ideaal gas. Izoprotsessy.

De ideale gas fergeliking fan de steat fan in ideaal gas, syn temperatuer en druk, folume ... list fan parameters en definysjes, dy't operearje yn de passende diel fan natuerkunde, is it mooglik om troch te gean lang genôch. Hjoed sille wy prate krekt op dit ûnderwerp.

Wat wurdt bedutsen yn molekulêre fysika?

De wichtichste foarwerp, dat beskôge wurdt yn dizze paragraaf is in perfekte gas. De fergeliking fan de steat fan in ideaal gas waard helle op basis fan de normale miljeu Betingsten, en wy sille prate oer in lytse letter. No litte wy komme by dit "probleem" fan in ôfstân.

Oannommen, wy hawwe in beskate massa fan gas. Har tastân kin wurde definiearre troch trije parameters fan termodynamyske natuer. Dit, fansels, druk, folume en temperatuer. Systeem state meiinoar yn dit gefal kommunikaasje tusken de oanbelangjende formule parameters. It blykt dus: F (p, V, T) = 0.

Hjir binne wy foar de earste kear om rêstich stelle oant it ûntstean fan sa'n ding as in ideaal gas. Hja neamden gas, wêrby't de ynteraksje tusken de molekulen gjin ferskil dat útmakket. Oer it generaal yn de natuer fan sokke bestiet net. Mar, eltse rarefied gas tichtby dêrby. Ut de perfekte lytse ferskillende stikstof, soerstof en loft, binne yn normale omstannichheden. Skriuwe de fergeliking fan de steat fan in ideaal gas, wy kinne gebrûk meitsje fan it kombinearre gas wet. Wy krijen: PV / T = const.

In ferbân konsept nûmer 1: Avogadro syn wet

It kin fertelle ús dat as wy nimme itselde tal mollen fan perfoarst eltse willekeurige gas en sette se yn deselde omstannichheden, ynklusyf temperatuer en druk, it gas sil besette itselde folume. Benammen, it eksperimint waard útfierd ûnder normale omstannichheden. Dat betsjut dat de temperatuer wie 273,15 Kelvin, druk - ien sfear (760 mm Hg of 101.325 Pascals). Mei dizze parameters gas volume nommen gelyk oan 22.4 liter. Dêrom, kinne wy sizze dat foar ien mol fan hokker gas ratio numerike parameters sille wêze konstante. Dêrom waard besletten om te jaan dit sifer oantsjutting troch de letter R en neam dat it universele gas konstante. Sa, is it gelyk oan 8,31. De diminsje J / mol * K.

Ideal gas. De fergeliking fan de steat fan in ideaal gas en manipulate se

Lit ús besykje te herschrijven. Foar dit doel, wy skriuwe dat yn dizze foarm: PV = RT. Fierder commit uncomplicated operaasje, fermannichfâldigje beide kanten troch in willekeurige oantal mollen. Wy krije pVu = urt. We rekken holden mei it feit dat it produkt fan de molar folume yn 'e hichte fan de stof is gewoan folume. Mar tagelyk it oantal mollen sille wêze privee massa en molar massa. Dat is wat de fergeliking Mendeleev-de Boer. It jout in dúdlik begryp fan wat soarte fan systeem foarmet in ideaal gas. De fergeliking fan de steat fan in ideaal gas wurdt: PV = MRT / M.

Wy ûntliene in formule foar druk

Litte wy besteegje wat mear manipulaasje fan de krigen útdrukking. Te dwaan dat de rjochterkant fan de Mendeleev-de Boer multiply en divide troch it oantal Avogadro. No foarsichtich sjoch nei it produkt fan 'e mannichte stof op ' e Avogadro konstante. Dat is oars neat as it totaal oantal fan molekulen yn in gas. Mar tagelyk, de ferhâlding fan de universele gas konstant oan Avogadro syn nûmer sil wêze gelyk oan de Boltzmann konstante. Dus, de druk fan 'e formule kin skreaun wurde sa: p = NkT / V of p = nkT. Hjir de notaasje n is konsintraasje fan dieltsjes.

Prosessen ideaal gas

Yn molekulêre natuerkunde , der is sa'n ding as izoprotsessy. Dit termodynamyske prosessen dy't plakfine yn it systeem op in konstante parameters. De massa fan it materiaal moat ek bliuwe konstante. Litte we ris nei har mear spesifyk. Sa, it ideaal gas wet.

Druk bliuwt konstant

Dat is de wet fan Gay-Lussac. It sjocht der sa út: V / T = const. It kin wêze nij skreaun yn in oare manier: V = Vo (1 + at). Hjir, a is 1 / 273.15 en K ^ -1 wurdt neamd de "folume útwreiding koëffisjint." Wy kinne ferfange as de temperatuer yn Celsius en Kelvin. Yn it lêste gefal wy krije in formule V = Voat.

Volume bliuwt konstant

Dit is it twadde wet fan Gay-Lussac, mear faak oantsjut as de wet fan Charles. It sjocht der sa út: p / T = const. Der is in oare formulearring: p = po (1 + at). Bekearing kinne wurde útfierd neffens it foarige foarbyld. Sa't bliken docht, it ideaal gas wetten binne soms frij te ferlykjen mei elkoar.

De temperatuer bliuwt konstant

As de ideale gas temperatuer bliuwt konstant, dan kinne wy krije de Boyle syn wet. PV = const: Hy kin dus wurde opnommen.

In besibbe konsept № 2: in part druk

Litte we sizze wy hawwe in fet mei gassen. It sil wêze in griemmank. It systeem is yn in steat fan de termyske lykwicht, en gassen net reagearje mei elkoar. Hjir, N denotes it totale oantal molekulen. N1, N2 ensafuorthinne, respektivelik, it oantal molekulen yn elk fan 'e besteande komponinten fan it mingsel. Nim formule druk p = nkT = NkT / V. It kin iepene wurde foar in spesifike gefal. Foar de twa-komponinten mengsel formule wurdt: p = (N1 + N2) kt / V. Mar dan blykt dat de totale druk sil wêze de som fan de parsjele druk fan eltse mingsel. Dat betsjut dat it sil nim it formulier P1 + P2, ensafuorthinne. Dit sil wêze de parsjele druk.

Wat docht it?

De resultearjende kontakt formule jout oan dat it systeem druk is fan 'e kant fan eltse groep fan molekulen. It is, trouwens, net ôfhinklik is fan oaren. Dit nimt de formulearring Dalton wet, letter nei him neamd: in griemmank dêr't de gassen binne net Kanuunat reagearje mei elkoar, it totale druk is lyk oan de som fan parsjele druk.